土壤电阻率勘测、分析

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1、第圆章摇土壤电阻率勘测、分析土壤电阻率勘测、分析是最基础一环，也是最为关键一环，还是最难一环。面对一大型变电站接地项目，一般的专家首先关心的是通过何种方式将接地电阻降至理想值；而顶尖专家首先关心的是如何准确分析好土壤电阻率，搞清大致分层结构，或者如何勘测更详细的土壤视在电阻率数据。就一座大型变电站的水平地网而言，只要电阻率分析、选取得准确，那么，几乎任何工程师都能轻易计算接地电阻值，采用如下公式即可：ρ砸越园郾缘（圆鄄员）槡杂式中摇ρ———土壤电阻率；杂———地网面积。计算值较实际值略偏大，但误差一般在员园豫以内。

2、可若电阻率分析不准，如将缘园园Ω·皂的误作员园园Ω·皂，那么，则会将缘Ω的接地电阻值计算成园郾缘Ω，导致重大设计差错。非常遗憾的是，当下绝大多数人不具备准确分析土壤视在电阻率的能力，因此，能一次性设计好准确、到位的接地方案者寥寥无几，很多变电站接地装置往往需要进行二次甚至三次改造后方能满足要求。本章或可助绝大多数人掌握两层土壤的分析能力，这通常需要借助数万元的软件包才能实现。圆郾员摇单极法测量土壤电阻率的单极法是指在被测场地打一单极的垂直接地体（见图圆鄄员），用接地电阻测量仪测量得到该单极接地体的接地电阻值砸，然后

3、由下式得到等效土壤电阻率：圆π澡砸ρ葬越（圆鄄圆）源澡造灶凿单极法测试的准确性和测试电极与土壤接触的紧密程度关图圆鄄员摇单极法测量系很大，单极接地极的直径凿不应不小于员郾缘糟皂，长度不应小土壤电阻率的示意图于员皂。单极法只适用于土壤电阻率比较均匀的场地。换而言之，除非所测区域土壤第圆章摇土壤电阻率勘测、分析·员猿·电阻率均匀，并且已事先得知，否则单极法几无价值意义。也就是说，单极法的现实意义几可忽略。圆郾圆摇温纳（憎蚤灶灶藻则）四极法温纳四极法（以下简称四极法）是最常用的方法，也是举世公认的最有效的方法，如图圆鄄圆

4、所示。图圆鄄圆摇温纳四极法采用四极法测量时，四个探头沿着一条直线被打进土壤中，相隔等间距葬，打入深度为遭，可测得电阻值砸，而后通过以下公式换算方可得出视在电阻率（注意，是视在电阻率值）：源π葬砸ρ葬越（圆鄄猿）圆葬葬员垣原槡葬圆垣源遭圆槡葬圆垣遭圆式中摇ρ葬———土壤的视在电阻率（Ω·皂）；砸———测量到的电阻（Ω）；葬———相邻电极之间的距离（皂）；遭———电极的深度（皂）。如果遭约约葬，即在探头仅仅穿透地面一小段距离时，式（圆鄄猿）可简化为ρ葬越圆π葬砸阅蕴辕栽摇源苑缘—圆园园远《接地装置特性参数测量导则》建议

5、，葬≥圆园遭时，式（圆鄄猿）可简化为ρ葬越圆π葬砸被测场地土壤中的电流场的深度，即被测土壤的深度，与极间距离葬有密切关系。当被测场地的面积较大时，极间距离葬应相应地增大。为了得到较合理的土壤电阻率的数据，最好改变极间距离葬，求得视在土壤电阻率ρ与极间距离葬之间的关系曲线ρ越枣（葬），极间距离的取值可为缘、员园、员缘、圆园、猿园、源园皂、…，最大的极间距离葬皂葬曾可取拟建接地装置最大对角线的圆辕猿。而郧月辕栽缘园园远缘—圆园员员《交流电气装置的接地设计规范》则要求：“变电站站·员源·接地设计与工程实践址的土壤电阻率测

6、量一般最大的极间距为变电站区域的对角线的长度，以反映变电站工频短路时散流区域的土壤特性。为了测量得到土壤的视在土壤电阻率随极间距的变化特性，测量时的极间距应包括员、圆、缘、员园、圆园、源园、苑缘、员园园、员缘园、圆园园、圆缘园、猿园园皂…，大致以缘园皂的间隔直到最大极间距。”圆郾猿摇视在电阻率如果所测视在电阻率大致相同，那么，我们可以认为土壤电阻率大致均匀，视在电阻率的平均值即为土壤的实际电阻率。如果所测视在电阻率变化较大，那么情况将会复杂得多。圆郾猿郾员摇两层土壤视在电阻率对于存在垂直分层的情况，一般可应用图圆鄄

7、猿所示的典型的两层土壤模型。图圆鄄猿摇典型的两层土壤模型上层土壤厚度为泽，电阻率为ρ员；下层土壤无限厚，电阻率为ρ圆。对于这种典型情况，四极法所测视在电阻率值为一综合值，表达式如下：运灶运灶!é原ùρ葬越ρ员员垣源∑ê泽圆泽圆ú（圆鄄源）灶越员ê员垣圆灶源垣圆灶úë槡葬槡葬ûρ圆原ρ员运越ρ圆垣ρ员式中摇ρ员———上层土壤电阻率；ρ圆———下层土壤电阻率；泽———上层土壤电阻率厚度；葬———电极间距；ρ葬———实测视在电阻率。由此可见，实际所测视在电阻率ρ葬为一非常复杂的参数，随极间距离葬不断变化。对于

8、ρ员越缘园Ω·皂，ρ圆越远园园Ω·皂，泽越猿皂的两层结构，极间距离葬分别取缘、员园、员缘、圆园、猿园、源园皂…，代入式（圆鄄源），则可算得视在电阻率值ρ葬分别为缘远郾园、第圆章摇土壤电阻率勘测、分析·员缘·苑源郾远、员园园郾源、员圆远郾圆、员苑圆郾苑、圆员圆郾缘Ω·皂…。对于这样的两层结构，不同极间距离所对应的视在电阻率曲线如图圆鄄源所示。图圆鄄源摇缘园Ω·